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GESCHICHTE DER BIOLOGIE

Nervenreize (29)

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Luigi Galvani, Emil Du Bois-Reymond, Willem Einthoven, Hans Berger, Otto Loewi, Henry Hallett Dale

Bei der Betrachtung eines Nervensystems gewinnt man leicht die Vorstellung von Impulsen, die auf den verschiedenen Bahnen des Netzwerkes entlangeilen. Woraus bestehen aber solche Impulse in Wirklichkeit? Die alte Lehre, dass ein „Geist“ durch die Nerven fließe, wurde von Haller und Gall zerschlagen. Aber sie lebte, wenn auch in neuer Form, sogleich wieder auf, als der italienische Anatom Luigi Galvani (1737-1798) im Jahre 1791 entdeckte, dass ein abgetrennter Froschschenkel unter elektrischer Einwirkung zu zucken beginnt. Er erklärte, dass es eine Art „tierische Elektrizität“ gäbe, die durch die Muskeln erzeugt werde.

Dieser Gedanke war in seiner ursprünglichen Form nicht richtig, erwies sich jedoch, bei entsprechender Modifikation, als fruchtbar. Der deutsche Physiologe Emil Du Bois-Reymond (1818 bis 1896) hatte noch als Student eine Arbeit über elektrische Fische geschrieben, und das hatte in ihm ein nicht mehr erlahmendes Interesse an elektrischen Erscheinungen innerhalb der Gewebe Wachgerufen. Im Jahre 1840 begann er damit, alte elektrische Messinstrumente zu verbessern und neue zu erfinden, Instrumente, mit deren Hilfe er das Fließen sehr schwacher Ströme in Nerven und Muskeln zu entdecken hoffte. Ihm gelang der Nachweis, dass Nervenimpulse mit einer Änderung des elektrischen Zustands des Nervs verbunden waren. Der Nervenimpuls war wenigstens teilweise elektrischer Natur, und sicher war die Elektrizität eine so feine Flüssigkeit, wie sie die alten Anhänger eines Nerven-„Geists“ sich nicht besser hatten wünschen können.

Elektrische Veränderungen zeigten sich nicht nur entlang der Nervenbahnen, sondern auch entlang der Muskeln. Bei rhythmischen Kontraktionen eines Muskels, wie z. B. beim Herz, vollzogen sich auch die elektrischen Veränderungen im Takt. Im Jahre 1903 konstruierte der holländische Physiologe Willem Einthoven (1860-1927) ein sehr empfindliches „Fadengalvanometern, das noch extrem schwache Ströme anzeigen konnte. Er benutzte es zur Messung der periodischen Spannungsänderungen des Herzens mit Hilfe von auf der Haut angebrachten Elektroden. Um das Jahr i906 brachte er das von ihm aufgezeigte „Elektrokardiogramm“ (EKG) mit den verschiedenen Störungen des Herzens in Verbindung.

Eine ähnliche Leistung wurde im Jahre 1929 durch den deutschen Psychiater Hans Berger (1873-1941) vollbracht, der durch Elektroden am Schädel die rhythmischen Änderungen der Spannung messen konnte, die eine Gehirntätigkeit begleiten. Die „Elektroenzephalogramme“ (EEG) sind außerordentlich kompliziert und schwer zu deuten. Bei größeren Gehirnschäden, z. B. beim Vorhandensein eines Tumors, kann man jedoch eine Änderung der Spannung leicht feststellen. Auch die alte „heilige Krankheit“ (die Epilepsie), gibt sich durch Veränderungen im EEG zu erkennen.

Mit Hilfe elektrischer Spannungen lassen sich nicht alle Fragen klären. Ein an einem Nervenfaden entlangeilender elektrischer Impuls kam von sich aus die synaptische Schwelle zwischen zwei Neuronen nicht überspringen. Irgend etwas anderes muss an dieser Stelle die Verbindung herstellen und im nächsten Neuron einen neuen elektrischen Impuls erzeugen. Der deutsche Physiologe Otto Loewi (1873-1961) konnte im Jahre 1921 nachweisen, dass der Nervenimpuls sowohl chemische als auch elektrische Veränderungen einbegriff. Eine vom gereizten Nerv freigesetzte chemische Substanz überquerte die synaptische Schwelle. Als diese besondere Substanz wurde von dem englischen Physiologen Henry Hallett Dale (1875-1968) mühelos die Verbindung „Acetylcholin“ erkannt.

Seither hat man von weiteren chemischen Verbindungen festgestellt, dass sie in der einen oder anderen Weise mit der Nerventätigkeit zusammenhängen. Einige sind gefunden worden, welche Symptome von Geistesstörung hervorrufen. Die Neurochemie steckt noch in den Kinderschuhen, aber man hofft, dass sie sich zum wichtigsten Werkzeug zur Erforschung des menschlichen Geistes entwickeln wird.

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